地下污水處理廠電氣設計的特點分析

徐緯

摘要：地下污水處理廠相較于傳統的污水廠占地少、美觀性，同時可結合景觀綠地或公園建設，提升整個區域品質有較大的促進作用，現已成為城市中心區域污水處理廠的又一選擇。但同時地下污水處理廠因其構筑物和設備房位于地下，普遍存在濕度高、設備空間緊湊、火災風險大、土建造價高等特點，在電氣和自控設計中與地上污水處理廠存在較多的不同。基于此，以下對地下污水處理廠電氣設計的特點進行了探討，以供參考。

關鍵詞：地下污水處理廠;電氣設計;特點分析

1污水處理廠的污水處理現狀

隨著科學技術的不斷進步，污水處理廠處理污水的步驟越來越簡潔，而且所使用的電氣設備也越來越智能，這樣能夠有效提高污水處理廠的污水處理效率。在應用先進設備的過程中，要充分掌握設備的性能，這樣才能更加合理地對設備進行電力分配。從當前的實際情況來看，一些可生化性好的污水處理廠一般通過污水好氧生化的方式對污水進行處理，該種方式較為簡單，能夠在很短的時間內就對污水進行有效處理，雖然該種方式具有很多優勢，但同時也存在一些不足，最大的問題就是在處理過程中耗能非常大（比如曝氣風機，提升泵等）。

2地下污水廠管線綜合設計的目的及作用

（1）不同專業設計工作協調及匯總綜合的最直接體現。綜合管線統籌布局的科學合理，直接決定了地下空間使用的充分性、合理性及有效性，并可以最大程度的為后續地下空間建筑裝修設計、不同專業管線的施工安裝及運營管理和維修創造便利條件，且可以大幅減少管線安裝過程中因為標高、位置沖突造成的返工;

（2）管線綜合是集綜合性、指導性于一體的綱領性設計文件。綜合考慮所有相關專業管線設計合理性直接體現其綜合性，所有相關專業的管線設計必須符合管線綜合設計的整體安排與統籌以確保其可操作性，則體現其指導性;

（3）是持續不斷協調所有專業管線設計的動態過程。當綜合預留的管線敷設空間、高程等無法滿足各專業管線設計要求時，需及時反饋以實現反向協調，最終共同完成管線綜合設計;

（4）不僅僅是各專業管線的簡單機械疊加，而是各專業管線的系統統籌、匯總綜合。在匯總綜合各專業管線的同時，尚需合理分配不同專業管線的敷設空間及整體走向，同時對各專業管線的進行必要的簡化。其簡化的原則是便于各專業設計人員及施工人員能讀懂圖紙、且避免混亂冗雜。

3變配電系統的設置和線纜的敷設

3.1供配電系統的設置

為保證污水處理廠電氣系統的連續、可靠運行，本工程要求由兩個電源供電，而且需做到在電力變壓器或電力線路故障時不致中斷供電，或中斷后能迅速恢復。本工程由兩路10kV電源供電，兩路電源要求互為備用，當一個電源發生故障時，由另一個電源帶全部負荷運行，兩個電源故障保證率均要求100%。

污水處理廠的電力負荷等級通常都是二級，采用的是10kV的線路進行供電，單母線分段結線，采用放射式的供電形式。各個變壓器是均勻布置在10kV的母線上，如果設置有分變配電室，需要采用線路變壓器組方式，將電源從主配電室中引出，在分設的配電室進線位置設置負荷開關，能夠及時對變壓器進行檢修。在配電室0.4kV的系統中，主要供應的設備有水泵、鼓風機和污泥脫水系統等，都是采用單母線分段的方式，采用放射式供電的形式。

3.2變電所低壓系統設計

該地下污水處理廠的10kV配電所和高低壓配電間合建。變電所靠近鼓風機房、深床濾池等負荷中心;變電所低壓系統采用單母線分段中間帶聯絡柜的設計方式，兩側低壓進線柜利用母排與兩側變壓器聯接;兩側低壓進線柜與中間聯絡柜采用電氣與機械閉鎖，避免兩路電源并列運行。地下污水處理廠變頻設備較多，在變電所低壓進線處設計了800kvar智能電容補償柜及有源濾波柜，使全廠功率因數達到0.95，并提高電能質量，保護弱電自控設備。變電所低壓進線處采用萬能式斷路器，配置時限速斷和過電流保護。低壓配出線開關配置速斷和過載保護，斷路器分斷能力為70kA（經保守計算，2000kVA變壓器側短路電流約為57.6kA），變壓器采用過電流、超溫保護。變電所低壓配電采用放射式，向各工藝處理區MCC控制柜供電;部分重要工藝處理區，如進水泵房、出水泵房、AAO池MCC控制柜以及消防照明、風機配電柜均由變電所兩段母排分別供電至各MCC柜末端自切。

3.3廠區電線的敷設

污水處理廠地上部分的線纜敷設都是相對比較簡單的，地上部分的電纜敷設通常采用的是排管和直埋敷設的方式，電纜敷設的過程相對比較簡單。但是，地下污水處理廠箱體內的電纜敷設與地上有很大的不同，需要采用電纜敷設橋架和保護管進行敷設，需要充分做好對橋架的布置，橋架的路徑要沿著梁或柱進行布置，高度需控制在2.5m～4m左右，橋架從設備頂端進行敷設時，需要采用鋼管敷設。如果局部地區的電纜敷設比較集中，可以在地面上進行對橋架的敷設。另外，動力、消防和信號等都是需要單獨進行橋架的敷設。在地下箱體內管道的敷設中，會存在通風管道、消防管道和電力管道等的交叉敷設，會形成一種錯綜復雜的現象，而且電纜橋架與電纜保護管的出線較多，線路分布比較分散，在后期的維修過程中更加復雜，因此，在對管線進行敷設時，需要將其布設在最下層，接近設備的地方，有效確保管線布設的完整和美觀。

4火災自動報警系統和可燃（有毒）氣體報警系統的設置

4.1火災自動報警系統的設置

地下污水處理廠空間密閉，防火要求高，一旦發生火災，人員不易疏散，會造成重大的人員和財產損失。故相較于傳統的地上污水廠，對消防提出了更高的要求。

按照《火災自動報警系統設計規范》，地下污水處理廠設置區域報警系統，本系統采用二總線設計。區域報警報警控制器設置于值班室內。系統由火災報警控制器、手動火災報警按鈕、火災聲光警報器、火災探測器等設備組成。變電所、MCC室、設備房、樓梯間、走道和中控室等場所設置感煙式探測器，根據需要設置若干個手動報警按鈕及火災聲光報警器。火災聲光報警器由火災報警控制器的火警繼電器直接啟動。

4.2可燃（有毒）報警系統的設置

污水處理過程中，厭氧段和污泥處理段可能產生硫化氫和甲烷等可燃有毒氣體，地下污水廠空間封閉，氣體不容易擴散，除設置必要的除臭和通風裝置外，為了人員安全和職業衛生仍建議按照《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計標準》設置可燃（有毒）報警系統，可燃（有毒）氣體報警控制器設置于值班室內。

結束語

地下污水處理廠水雖然有占地少、外型美觀等諸多優點，但同時也有造價高、能耗高和運營成本高等不利因素，需要政府的不斷投入才能保證持續穩定的運營，不利于地下污水處理廠推廣。因此，電氣專業有必要從本專業出發，加強對地下污水處理工程中電氣節能設計的研究，并采取有效的措施，降低地下污水處理運行電耗進而較低運營成本，有效提升地下污水處理廠的經濟效益，推動地下污水處理廠工程建設的實現和穩定發展。

參考文獻

[1]董建明，孫展.淺談地下污水處理廠電氣設計的特點[J].工程建設與設計，2018（06）：69-70.

江蘇省環科院環境科技有限責任公司，江蘇南京?210000